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无人机航空摄影测量技术在水利工程测量中的运用探讨

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：徐晓艳

[导读] 我国航空摄影测量技术随着我国科技的发展在不断完善，并且运用范围也在不断扩大，尤其是在水利工程方面的运用，无人机能够发挥自身重量小、机动性快的特点来进行摄影测量，能够促使数据的精准度得到显著提升。文章主要分析了无人机航空摄影测量技术在水利工程测量当中的运用，以及在运用过程中存在的问题，并且提出了相关解决方案，使影像数据更加可靠，更高地提高工作效率。

徐晓艳

摘要：我国航空摄影测量技术随着我国科技的发展在不断完善，并且运用范围也在不断扩大，尤其是在水利工程方面的运用，无人机能够发挥自身重量小、机动性快的特点来进行摄影测量，能够促使数据的精准度得到显著提升。文章主要分析了无人机航空摄影测量技术在水利工程测量当中的运用，以及在运用过程中存在的问题，并且提出了相关解决方案，使影像数据更加可靠，更高地提高工作效率。
关键词：无人机；航空摄影测量技术；水利工程测量；运用
        引言：在我国建设水利工程的过程中，国家投入了大量的人力和物力，我国科学技术高速发展的同时，也对水利工程测量工作提出了更高的要求。能够在水利工程测量工作开展过程中获得更加精准的数据，工作人员需要加强对测绘工作的管理，运用无人机航空摄影测量技术为水利工程提供丰富的影像数据，还可以生成质量较高的数字化地形图，以此作为依据有效的开展水利工程施工，在提高工程施工效率的同时，也能有效的降低工程的成本，具有极强的适用性。
        一、无人机航空摄影测量技术概述
        1、无人机航空摄影测量技术的优点
        （1）在经济方面，运用无人机航空摄影测量技术对水利工程进行测量，有较高的工作效率，同时也可以降低成本。除此之外，无人机的体积较小，便于工作人员携带，而且操作灵活方便，安全系数较高，无人机在低空摄影测量的过程中，不需要工作人员对其进行管制，节约了人力和物力的投入。
        （2）在拍摄方面，将相应型号的相机载在无人机上，可以利用无人机对水利工程进行多方面、多角度的拍摄，无人机在使用过程中便于工作人员遥控操作，镜头的灵活性较高，而且拍摄出来的照片也有较高的分辨率，与传统的拍摄测量方式相比，无人机航空摄影测量技术在使用的过程中受地形限制较小，使工作效率大大提高。
        （3）在精准度方面，利用无人机对水利工程进行低空近距离拍摄，可以获得更加清晰的信息，而且运用无人机低空拍摄测量技术所获得图片精准度与无人机的飞行高度有关，在实际的测量工作开展过程中，可以结合其他的测量方式来提高测量结果的精准度。
        2、无人机航空摄影测量技术的特点
        （1）操作灵活，方便测量
       无人机具有体积小、重量轻的特点，可以在工作过程中将微型高清摄像头搭载在无人机上，远程操控无人机对目标区域数据进行测量，操作方式十分灵活简单。在操控无人机的过程中，可以远程控制无人机的垂直升降，不需要划分专门的工作场地，除此之外，如果测量人员对无人机反馈的影像数据不满意，还可以远程操控无人机对目标区域进行反复的拍摄测量，直到获取清晰度较高、更为满意的数据。无人机在测量工作开展过程中，具有耗能低、续航能力强的特点，目前我国在航空摄影测量当中所使用的无人机续航能力保持在30分钟以上。
       （2）数据精准度高，反馈速度快
        在开展水利工程测量工作的过程中，要求测量的数据和影像资料精准度要高，将高清摄像头搭载在无人机上，对目标区域进行测量，可以获得精准度高的影像资料，满足水利工程测量工作对数据和影像资料清晰度的要求。除此之外，利用无人机航空摄影测量技术对目标区域数据进行测量，还可以及时向工作人员传递测量信息，地面工作人员接收到传递的信息和影像资料之后，可以运用计算机对数据进行分析处理，快速导出处理结果，为工作人员了解水利工程目标区域的地质信息、植被覆盖情况等提供数据参考。
       （3）具有较强的环境适应能力
        我国大部分水利工程建立在山区等环境复杂的地带，地势环境相对复杂危险，如果采用人工测量技术对水利工程所在区域的地质信息进行勘测，那么就会存在安全隐患。但是无人机航空摄影测量技术的环境适应能力强，无人机可以根据地面工作人员设置好的飞行路线，合理地避开路线中的高大树木和建筑物，顺利完成水利工程的航测任务。

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        二、无人机航空摄影测量技术在水利工程测量当中的应用
        1、外业航空摄影
        （1）水利工程测量工作在开展过程中，可以利用无人机摄影测量技术对数据进行测量，将摄影测量设备搭载在无人机上，通过GPS定位技术确定测量的空间位置，每一个确定的位置点连接起来就是无人机在测量过程中的航线，工作人员在对路线进行确认的过程中，应该减少重复的路线，降低无人机测量的时间，确保无人机能够在续航时间内完成测绘任务。除此之外，工作人员在对无人机的飞行要素进行设计的过程中，也应该注意无人机的飞行高度、转弯半径和摄像机的拍摄角度等，确保无人机在对水利工程区域进行测绘的过程中，可以获得准确度更高的影像资料。
        （2）在航摄工作开展之前，最重要是确定好无人机的降落场地，影响无人机飞行安全的最主要因素就是无人机降落场地的选择。无人机的降落位置不超过测区边沿两千米，降落场地的宽要高于10m，长度应该高于100m，而且选择的降落场地要相对平坦，周围没有杂草、石块等，无人机降落场地的长边应该和风向保持平行，确保场地周边没有高于10m的障碍物。
        （3）在完成航线测量和其他准备工作之后，工作人员应该在晴朗无风的天气进行测量，这样可以避免因为天气因素对测量结果造成误差。在对目标区域进行测量的过程中，可以调整50%的航向重叠度，后期处理相关数据和影像资料的时候再删除重叠部分，这样可以保证最终获得结果的完整性。在无人机飞行的过程中，可以人为的对飞行参数进行调整，使飞行高度保持在300~350m以内，如果工作人员要想提高数据的清晰度也可以人为的对飞行高度进行调整。
        2、数据处理
        无人机自身的特点和相机参数都会对航拍影像的质量和精准度造成较大的影响，在测量较大面积的区域时，如果测区的地形复杂，海拔的落差相对较大，为了保证航拍照片的质量和准确性，可以对拍摄的资料进行匀光、匀色处理，使影像资料的准确度更高。
        三、无人机航空摄影测量技术在使用时存在的问题和解决方案
        无人机航空摄影测量技术广泛的运用在水利工程测量当中，通过多次实践和研究，工作人员发现了运用无人机航空摄影测量技术进行数据测量的优势，可以更加方便快捷的测量精准度更高的影视材料，但是该项技术在运用过程中也存在着部分缺陷，比如在对高差起伏较大区域进行测量的过程中，平面测量的精准度有所保证，但是高程测量的精度较低。
        然而，在对水利工程信息进行测量的过程中，对于数据的精准度要求较高，通过GPS技术对地形图进行测量，这样虽然可以保证测量数据的精准度，但是却要消耗大量的人力和财力。在测量面积较大得地形图时，如果依旧采用传统的测量技术，就无法按时完成工作。在使地形图的精准度有所保证的同时，为了有效地节省成本、提高工作效率，利用无人机航空摄影测量技术对进行勘测需要进一步完善。
        （1）工作人员应该对无人机系统进行进一步的改进和完善，使无人机在作业的过程中具有较强的抗风性，而且飞行的更加平稳，飞行时间更长，确保可以更快更好的完成测量作业。
        （2）为了避免在利用无人机进行航空摄影测量的过程中，测量结果受到环境因素的影响，工作人员需要在无风晴朗的天气下进行无人机测量作业，并且要保证工作当日的能见度要高，确保测量结果的精准度.
        （3）在对面积较大的水利工程区域进行数据测绘的时候，工作人员可以将无人机航空摄影测量技术和GPS 技术结合使用，得到高精准度的平面位置和高程位置信息。
         结束语：
         在水利工程开展的过程中，测量相关地址信息并且提供准确的影像材料十分关键。随着无人机航空摄影测量技术在水利工程测量工作当中逐渐广泛的运用，在降低工程开展成本的同时，也提高了工作的效率。因此，水利工程工作人员应该掌握无人机航测的操作步骤，避免在航测的过程中出现较大的质量问题，以提高数据的准确度。
参考文献：
[1]李君,杨玉明.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].智能城市,2020,6(20):29-30.
[2]潘立雄.无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用[J].工程与建设,2020,34(05):927-928.
[3]何辉.无人机航空摄影测量技术在水利工程中的运用思考[J].工程建设与设计,2020(02):259-260.
[4]石刚.无人机低空摄影测量技术在水利工程测量中的应用探究[J].住宅与房地产,2019(30):187.
作者简介：徐晓艳，女，39岁，2004年毕业与昆明理工大学测绘工程专业，本科、工学学士；2015年12月获昆明理工大学硕士学位，2004年~至今在云南能源职业技术学院工作，长期从事测绘类专业课程教学，研究方向：工程测量、摄影测量。